具有高速运算优势的量子计算机，未来若普及化，将对赢咖4（AI）、生技医疗、区块链、通讯领域带来冲击与改变。
量子计算机的厉害之处，在于可以在很短的时间内，解决本来需要耗费数十年，甚至好几个世代才能解决的问题，虽然目前仍面临许多障碍与困难，但在可预期的未来中，这项新科技将可以用哪些型式颠覆未来世界呢？
赢咖4
量子计算机拥有极快的运算能力，将能大大颠覆赢咖4（AI）发展以及应用场景，利用可以快速处理大量信息的特性，能够解决传统计算机所不能解决的问题。
未来量子芯片将能让赢咖4迈向行动化，不论是无人机、手机、无人车，都能藉由量子运算系统，实时因应状况处理数据，若量子计算机能克服只能在低温环境运作的特性，将能提升数据传输效率，甚至透过量子系统加速机器学习速度。
▲量子计算机高速的运算特性，可以大幅缩短药品研发流程。
生技医疗
新药研发是一条漫长且所费不赀的过程，必须通过临床实验、主管单位核准等繁复过程，往往需耗费十年之久才能正式上市。
一款药品是各种化学成分之间的组合交错，化学家必须尝试、评估各种组合，才能知道哪种配方可以对疾病有功效，这需要大量的时间、精力不断尝试，量子计算机高速的运算特性，可以大幅缩短药品研发流程，可以协助人类快速检查药品配方、计算出最适合的成分。
不仅能提升效率，更能减少人为失误，能在最短的时间针对疾病，设计出最有疗效的药品，将可大幅缩减药品的研发成本与加快上市时间。
加密货币市场受威胁
区块链最为人所知的应用之一「加密货币」在近年掀起热潮，许多人会透过「挖矿」的方式来获得虚拟货币，那么拥有高速运算能力的量子计算机，如果加入挖矿的行列，有没有可能凭着运算优势为所欲为让比特币市场瓦解呢？
对此，新加坡国立大学资工系教授 Divesh Aggarwal 博士曾进行研究，将未来十年量子计算机运算能力的预测，与目前传统计算机硬件的运算能力做比较，结果显示现有的硬件在十年内仍能在速度上占有优势，量子计算机瓦解挖矿的状况应该还不至于太快发生。
▲在量子计算机的帮助下，100量子位的量子计算机只需要三个小时就能破解虚拟货币的私钥。
但加密货币本身的安全性恐怕也将成问题，目前比特币透过私钥以及公开的公钥进行加密，交易时可以在不公开私钥的情况下，透过数字签名验证持币者是否持有私钥，这种技术称为「椭圆曲线数字签名算法（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）」，而量子计算机有能力解开大部分加密技术。
工研院产经中心经理林泽民就以虚拟货币的公钥与私钥举例，传统计算机要解开私钥约需耗费1,092亿年，但在量子计算机的帮助下，100量子位的量子计算机只需要三个小时就能破解，对资安甚至国安都是一大威胁 。
随着量子计算机技术的演进，将会对现在的加密技术安全性产生威胁，Aggarwal 博士更断言，现行的椭圆曲线数字签名算法将可能在2027 年被量子计算机彻底破解，因此目前美国、日本为了因应量子计算机时代，都开始投入新密码架构的研发。
量子通讯
「量子力学传送」在十多年前仍只是理论阶段，量子传送必须以「量子纠缠」为基础，意思是几个粒子彼此作用后，每个粒子所有的特性都会综合成为整体性质，无法单独描述各别粒子的性质，只能描述整体系统的性质，物理学家爱因斯坦（Albert Einstein)曾称量子纠缠是「鬼魅般的超距作用」。
如何长距离传输缠结光子，一直是量子加密通讯一大难题，中国在2016 年 8 月发射量子卫星「墨子号」，任务之一就是从卫星向地面发射纠缠量子，由于量子通讯的安全性是基于量子物理的基本原理，而非一般的加密技术，因此若能有所进展，将能从根本解决信息安全问题，避免黑客攻击和窃听。
▲物理学家爱因斯坦（Albert Einstein)曾称量子纠缠是「鬼魅般的超距作用」。
2017年中国研究人员表示，「墨子号」顺利从太空传送了「无法破解的」高速量子密钥，被称为「中国量子之父」的物理学家潘建伟表示，量子密钥分发是目前人类唯一已知不可窃听、不可破译的安全通讯方式。
量子密钥分发就像是一个人要把宝物交付给另一个人，需要同时将放置宝物的箱子以及钥匙一起交出，而钥匙正是唯一可以开启箱子的工具，一旦钥匙被动过手脚，宝物持有者就会发现并将原本的钥匙作废，并换一把新钥匙，确保收到宝物的人是对的。量子加密通讯采用「一次一密」机制，一旦量子密钥被黑客拦截，自身状态便会改变，拦截者将无法取得信息，而「墨子号」的实验，将为全球量子通讯奠定基础。
